Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die am Institut entwickelten gro\u00dffl\u00e4chigen Folienspeicherkollektoren haben sich in s\u00fcdeurop\u00e4ischen L\u00e4ndern bew\u00e4hrt. Da die Folienspeicherkollektoren nicht nur in mediterranen, sondern auch in mitteleurop\u00e4ischen L\u00e4ndern eingesetzt werden sollen, m\u00fcssen sie an die unterschiedlichen klimatischen Verh\u00e4ltnisse angepa\u00dft werden. Die Weiterentwicklung umfa\u00dft sowohl eine konsequente Reduzierung des Material-, Fertigungs- und Installationsaufwands als auch eine Verbesserung der Betriebssicherheit und der Wartungsfreundlichkeit. Um die Markteinf\u00fchrung der Kollektoren nach Abschlu\u00df des Vorhabens zu gew\u00e4hrleisten, wird ein Industriepartner in das Vorhaben mit einbezogen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Folienspeicherkollektoren werden an die klimatischen Verh\u00e4ltnisse in Mitteleuropa (Frost, Schneefall) angepa\u00dft. Hierbei werden konstruktive \u00c4nderungen vorgenommen und geeignete Werkstoffe eingesetzt. Weiterhin sollen kostenintensive Kunststoff- Schwei\u00dfarbeiten an den Folienspeichern vermieden werden. Dies soll durch den Einsatz von extrudierten Folienschl\u00e4uchen und Klemmprofilen erreicht werden. Im Verlauf dieser Untersuchungen soll auch gekl\u00e4rt werden, ob der Absorber durch Einf\u00e4rben des Speicherwassers mit Ru\u00df eingespart werden kann. Die L\u00e4ngen\u00e4nderungen des Folienschlauchs bei saisonal bedingten Temperaturschwankungen sollen durch die Entwicklung geeigneter Schlauchanschl\u00fcsse kompensiert werden. Ebenso soll eine integrierte h\u00f6henverstellbare Aufst\u00e4nderung entwickelt werden, welche zur Minimierung der Montage- und Installationszeit beitr\u00e4gt. Desweiteren soll die Rezyklierbarkeit des Kollektorsystems durch den Einsatz recyclef\u00e4higer Kunststoffe verbessert werden. Auf den Kunststoff PVC soll wegen seinen fragw\u00fcrdigen Umwelteigenschaften verzichtet werden. Hierzu sind Eignungstests mit diversen anderen Kunststoffen notwendig. Weiter soll eine einfache und kosteng\u00fcnstige Regelung f\u00fcr Folienspeicherkollektoren entwickelt werden, die eine Anpassung der W\u00e4rmeabgabe des Kollektors an das Bedarfsprofil bewirkt. Um mit dem entwickelten Kollektorsystem an \u00f6ffentlichen Ausschreibungen teilnehmen zu k\u00f6nnen, mu\u00df das Kollektorsystem einem T\u00dcV-Test unterzogen und ein T\u00dcV-Zertifikat ausgestellt werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Durch eine konsequente Ausnutzung aller vorhandenen Sparpotentiale konnten die W\u00e4rmegestehungskosten des Folienspeicher- Kollektorsystems deutlich gesenkt werden. Weitere Kosten-senkungen sind nur noch unter den Rahmenbedingungen einer Gro\u00dfserienproduktion m\u00f6glich. <\/p>\n
Um das Kollektorsystem an mitteleurop\u00e4ische Klimabedingungen anzupassen, wurden W\u00e4rmetauscher, Pumpe und Regelsystem zu einer Funktionseinheit zusammengefa\u00dft und in das Geb\u00e4udeinnere verlegt. Konstruktive \u00c4nderung am Kollektor selbst sowie ein Einsatz geeigneter Werkstoffe machen das System frostsicher.<\/p>\n
Durch den Verzicht auf geschwei\u00dfte Materialverbindungen er\u00fcbrigt sich eine zeit- und somit kostenintensive Kontrolle der Schwei\u00dfn\u00e4hte. Die neuentwickelten Verbindungselemente haben sich in Tests bew\u00e4hrt und erm\u00f6glichen eine schnelle Montage und einen leichten Austausch defekter Komponenten. <\/p>\n
Zur bedarfsangepa\u00dften W\u00e4rmee\u00fcbertragung wurde ein Regelsystem entwickelt, welches die thermodynamischen Eigenschaften des Folienspeicher-Kollektors besonders ber\u00fccksichtigt und sich zu Nutzen macht. Es ist modular aufgebaut und kann leicht an verschiedene Kollektorgr\u00f6\u00dfen und Betriebsbedingungen angepa\u00dft werden. Eine vollst\u00e4ndige Integration in ein bestehendes Geb\u00e4ude-Leittechnik-System ist m\u00f6glich. <\/p>\n
Um den Absorber einzusparen, wurden Versuche mit Ru\u00dfdispersionen durchgef\u00fchrt, welche gleichzeitig als Strahlungsabsorber und als W\u00e4rmetr\u00e4germedium dienen. Gegen\u00fcber nichtselektiven Absorbern wurden bei Ru\u00dfdispersionen in niedrigen Konzentrationen leichte Steigerungen der Ausbeute verzeichnet. Sehr problematisch ist allerdings das Verhalten von Ru\u00dfdispersionen bei Einfrier- und Auftauvorg\u00e4ngen im Winter. Nach wenigen Phasen\u00fcberg\u00e4ngen kommt es zu einer kompletten Entmischung der Ru\u00dfpartikel und des Wassers. Die Leistungsf\u00e4higkeit nimmt dann sehr stark ab, so da\u00df ein Einsatz in der Praxis sehr fragw\u00fcrdig scheint.<\/p>\n
Die Rezyklierbarkeit des Kollektorsystems wurde verbessert. Gro\u00dfe Teile des Kollektors bestehen aus Stahl, Polyethylen oder Polypropylen, welche problemlos rezyklierbar sind. Eine sortenreine Trennung der unterschiedlichen Bauteile ist leicht m\u00f6glich. Einschr\u00e4nkungen bestehen jedoch beim Metallklammerband und bei den W\u00e4rmed\u00e4mmpaneelen.<\/p>\n
Ein T\u00dcV-Test wurde nicht durchgef\u00fchrt, da die Kosten hierf\u00fcr den Rahmen des Projekts \u00fcberschritten h\u00e4tten. Da keine verbindlichen Richtlinien f\u00fcr die Durchf\u00fchrung von Tests mit Folienspeicherkollektoren existieren, w\u00e4ren die Ergebnisse nicht vergleichbar und somit fragw\u00fcrdig gewesen. <\/p>\n
Die Folienspeicher-Kollektoren sind ein System, welches gro\u00dfe Mengen an Warmwasser im Niedertemperaturbereich in Abh\u00e4ngigkeit von den Randbedingungen zu W\u00e4rmegestehungskosten von etwa 0,07 – 0,15 DM\/kWh produzieren kann. Seine potentiellen Einsatzm\u00f6glichkeiten liegen bei Gro\u00dfgeb\u00e4uden wie etwa Hotels, Schulen, Krankenh\u00e4usern.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Der Testkollektor auf dem Versuchsgel\u00e4nde in Hohenheim dient Besuchern des Instituts und weiteren Interessenten als Anschauungsobjekt. In Kooperation mit unserem Projektpartner wurden an potentielle Kunden mehrfarbige Brosch\u00fcren verschickt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Hohenheimer Folienspeicher-Kollektorsystem ist technisch ausgereift und kann in Serie produziert werden. Noch offene Fragestellungen k\u00f6nnen nur durch einen langfristigen Einsatz in der Praxis beantwortet werden. Als n\u00e4chster Schritt mu\u00df nun die Markteinf\u00fchrung erfolgen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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